Peter Runz, TDK-Lambda »Wir experimentieren seit Jahren mit GaN«

Peter Runz, Market Development Manager bei TDK-Lambda: »Digitale Steuerung kann, wenn sie richtig angewandt wird, an vielen Stellen Verbesserungen bringen.«
Peter Runz, Market Development Manager bei TDK-Lambda: »Digitale Steuerung kann, wenn sie richtig angewandt wird, an vielen Stellen Verbesserungen bringen.«

Digital Power ist in aller Munde. Die Elektronik sprach mit Peter Runz, Market Development Manager bei TDK-Lambda, über die Herausforderungen von Digital Power, die Zukunft der Analogtechnik in der Stromversorgung sowie über neue Leistungshalbleiter-Materialien.

Elektronik: Herr Runz, analoge oder digitale Stromversorgung – welche Strategie verfolgt TDK-Lambda?

Peter Runz: TDK-Lambda setzt nach wie vor auf beides: analoge Technik, aber auch digitale Lösungen, abhängig davon, was für die jeweilige Ziel-Spezifikation am besten passt. Wir sind froh, dass wir beide Optionen in unserem Werkzeugkasten haben.

Elektronik: Welche Bedeutung hat dabei Digital Power für TDK-Lambda?

Peter Runz: Digital Power ist für TDK-Lambda sehr wichtig. Diese Technik ermöglicht es uns, weitaus intelligentere Versorgungslösungen und Lösungen mit deutlich gesteigertem Mehrwert auf Systemebene für unsere Kunden anzubieten.

Elektronik: Und wie sehen Sie den kompletten Verzicht der Analogtechnik im Power Management?

Peter Runz: Es wird definitiv auch künftig einen Platz für analoge Steuer- und Regeltechnologien in der Power-Welt geben. Nichtsdestotrotz werden mit zunehmender Optimierung und preislich wettbewerbsfähigerer Ausgestaltung die digitalen Technologien häufiger Anwendung finden und in eine breitere Anzahl von Applikationen Einzug halten. Die Integration von ­Milliarden Transistoren auf einem Chip, z.B. in Multi-Core-Prozessoren und Bausteine wie ASICs und FPGAs, und die daraus resultierende Empfindlichkeit der ICs verlangt ein Absenken der Versorgungsspannung – in vielen Fällen sogar auf nur 1 V. Gleichzeitig verlangen die leistungsfähigsten Chips bis zu 100 W Leistung, so dass der Strombedarf am Lastpunkt über 100 A erreichen kann. Die zuverlässige Bereitstellung dieser Ströme stellt ein Problem dar.

Elektronik: Welchen Herausforderungen sehen sich Entwickler ausgesetzt, die mit dem Design der Stromversorgungen für diese Bausteine betraut sind?

Peter Runz: Bedingt durch die hohen Ströme und durch die engen Vorgaben bzgl. der Regelanforderungen bei gleichzeitig sehr wertvollem Platz im Umfeld der Prozessoren werden die Power-Entwickler gezwungen, sehr kleine, nahe am Verbraucher oder nahe am IC platzierte Wandler zu generieren. Selbstverständlich wird genau dieser kostbare Platz auf den Boards auch für Bypass-Kapazitäten oder zum Durchführen von Hochgeschwindigkeits-Datenleitungen benötigt. Deswegen ist jedwede Lösung, die Platz einsparen kann, oberflächenmontiert werden kann und welche geringstmögliche Last-Kapazitäten verlangt, wünschenswert. Es kann auch sehr hilfreich sein, die Versorgungsspannungen z.B. für jeden ASIC separat abzustimmen, um Fertigungstoleranzen zu kompensieren, so dass an jedem Chip die Verluste minimiert werden und die Prozess-Geschwindigkeit optimiert werden kann.

Der Wirkungsgrad wird weiterhin ein kritischer Faktor beim System-Design bleiben, um den Leistungsbedarf und die Betriebskosten zu minimieren, die Kühlung zu vereinfachen und damit die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit zu verbessern, während zeitgleich die Umwelt geschont werden kann.